專利名稱：一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種成纜機(jī)，特別是一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)。
背景技術(shù)：
如授權(quán)公告號(hào)CN201946388U的中國(guó)專利所述，目前海底電纜生產(chǎn)廠家所用的立式成纜機(jī)的放線盤數(shù)量一般為六盤，最多可實(shí)現(xiàn)六根芯線有退扭絞合成纜。其中有三根較小芯線采用裝線盤放線，芯線裝于線盤中，線盤I置于放線架上，放線架固定于小退扭托盤上；另有三根較大芯線采用托盤式放線，直接將芯線堆放于退扭托盤上，此種托盤式放線被稱為單托盤式被動(dòng)放線。所有退扭托盤均支承于絞合轉(zhuǎn)盤上。運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，通過絞合轉(zhuǎn)盤 的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)芯線絞合動(dòng)作，退扭托盤通過退扭傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)芯線絞合時(shí)的退扭動(dòng)作。此種單托盤式被動(dòng)放線的結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)前，將芯線從退扭托盤上方垂直往下放，讓芯線盤繞堆放在退扭托盤上，芯線在托盤上每堆放一圈將發(fā)生自扭轉(zhuǎn)180° ;在生產(chǎn)過程中，芯線被向上拎起，在托盤上每拎起一圈，芯線將反向自扭轉(zhuǎn)180°。上述過程將使得芯線被反復(fù)扭轉(zhuǎn)，極易使芯線受到損傷。另外，由于芯線是自由堆放在托盤上，單靠退扭托盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)芯線轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)退扭動(dòng)作，無法保證成纜絞合一個(gè)節(jié)距同時(shí)芯線退扭360°。為此，該專利提供了一種成纜機(jī)，該成纜機(jī)的放線托盤通過中心支座設(shè)有退扭托盤，這樣退扭動(dòng)作和放線動(dòng)作被分解在兩個(gè)托盤上實(shí)現(xiàn)，保證了退扭絞合。但是，在機(jī)械退扭時(shí)，這種成纜機(jī)無法解決運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的自身扭力，不能夠充分退扭，而且其也無法避免設(shè)備本身故障引起的扭力損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī),該成纜機(jī)實(shí)現(xiàn)電纜成纜前的充分退扭。為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，包括絞體轉(zhuǎn)盤和絞體轉(zhuǎn)盤上的托盤，所述絞體轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)通過齒輪傳動(dòng)至托盤，托盤依靠機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，此為機(jī)械退扭；所述成纜機(jī)包括變頻電機(jī)、PLC控制系統(tǒng)和退扭系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)控制變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)設(shè)置在托盤上方，其對(duì)電纜的退扭率進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)與設(shè)定的退扭率進(jìn)行比較，通過比較得出實(shí)際退扭率，再通過計(jì)算得出偏差值從而對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整，此為電氣退扭。所述成纜機(jī)還包括排線裝置和位置傳感器，所述排線裝置包括絲桿提升機(jī)構(gòu)和排線臂，絲桿提升機(jī)構(gòu)的一端固定在移動(dòng)小車上，絲桿提升機(jī)構(gòu)的另一端連接排線臂，所述排線臂可在絲桿提升機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下進(jìn)行上下移動(dòng)，其并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述位置傳感器對(duì)排線臂的位置進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)，針對(duì)排線臂所處位置在托盤上對(duì)應(yīng)點(diǎn)處于不同周長(zhǎng)的圓環(huán)上，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)托盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。所述托盤為三個(gè)；每個(gè)托盤的外徑為Sm。所述PLC控制系統(tǒng)為聯(lián)動(dòng)主PLC控制系統(tǒng)或單動(dòng)絞體PLC控制系統(tǒng)，其通過導(dǎo)電裝置對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行控制。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為I、本實(shí)用新型安裝有電氣閉環(huán)自動(dòng)控制裝置，通過每個(gè)托盤退扭裝置實(shí)現(xiàn)電纜成纜前的充分退扭。2、本實(shí)用新型配置機(jī)械退扭與電氣退扭雙系統(tǒng)，在一方發(fā)生故障時(shí)最大程度確保 電纜不受其影響。3、采用托盤收放線，且排線高度較高，排線整齊，避免交叉壓線，完全消除因沒有推扭造成產(chǎn)生的電纜應(yīng)力集中。4、本實(shí)用新型采用托盤原理，且托盤外徑設(shè)置為Sm，能最大限度減少海纜接頭數(shù)量，滿足大長(zhǎng)度海纜生產(chǎn)，如可生產(chǎn)單芯IlOkV海纜，單根無接頭長(zhǎng)度超過50km，單芯220kV海纜至少達(dá)到35km。5、將三個(gè)托盤圍繞轉(zhuǎn)盤進(jìn)行安裝，即可作為上工序收線又作為本工序放線，可減少大型海纜單芯成纜前的周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用并降低投資成本。6、本實(shí)用新型可通過PROFIBUS DP通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定，無需進(jìn)入轉(zhuǎn)盤內(nèi)進(jìn)行設(shè)定，保障作業(yè)人員的安全，同時(shí)利用總線減少數(shù)據(jù)的衰減，達(dá)到信號(hào)的快速響應(yīng)。7、本實(shí)用新型配置專門的操作通道、樓梯、護(hù)欄、PP繩通道、過線輪、強(qiáng)電接地保護(hù)、導(dǎo)電裝置，確保人員、電纜、設(shè)備的安全。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。附圖為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式如附圖所示，本實(shí)用新型的大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)包括托盤傳動(dòng)電機(jī)2、機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承3、變頻電機(jī)4、電氣回轉(zhuǎn)軸承5、導(dǎo)電裝置6、絞體PLC系統(tǒng)7或主PLC控制系統(tǒng)10、退扭系統(tǒng)8、排線裝置9。所述托盤傳動(dòng)電機(jī)2通過絞體轉(zhuǎn)盤I上傘型齒輪、直齒輪傳動(dòng)至大型Sm托盤，再通過機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承5使托盤旋轉(zhuǎn)。托盤變頻電機(jī)4根據(jù)聯(lián)動(dòng)主PLC控制系統(tǒng)10或單動(dòng)絞體PLC控制系統(tǒng)7的信號(hào)通過導(dǎo)電裝置6進(jìn)行控制，得到理論給定，依靠電氣回轉(zhuǎn)軸承5實(shí)現(xiàn)托盤旋轉(zhuǎn)。在生產(chǎn)過程中再通過退扭系統(tǒng)8對(duì)托盤速度進(jìn)行閉環(huán)徽調(diào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。本系統(tǒng)將多個(gè)托盤集中放置在絞體轉(zhuǎn)盤I上，即作為收線又作為放線，可減少一半托盤或龍門架數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多收多放，并降低成本；本實(shí)用新型只需配置三個(gè)托盤、排線臂11和牽引裝置，相當(dāng)于僅有一套收線、排線裝置9和三套放線、退扭裝置，就可實(shí)現(xiàn)大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜生產(chǎn)，同時(shí)也可在托盤上安裝5M放線架生產(chǎn)短長(zhǎng)度海纜，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，降低了投資成本。采用托盤實(shí)現(xiàn)收線工作過程如下立式絞體托盤I與上工序護(hù)套機(jī)的同步聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)，上工序單芯海纜通過護(hù)套擠出轉(zhuǎn)向牽引機(jī)、轉(zhuǎn)向支架、排線架、進(jìn)入8M托盤自動(dòng)排線。所述牽引機(jī)是安裝在護(hù)套擠出生產(chǎn)線高空平臺(tái)上的一臺(tái)牽引機(jī)，通過與護(hù)套機(jī)后牽引同步實(shí)現(xiàn)將電纜牽引至自動(dòng)排線架上，所述轉(zhuǎn)向支架主要由支架、過線棍輪形成一定角度進(jìn)入自動(dòng)排線架。所述自動(dòng)排線架主要由自動(dòng)排線裝置9構(gòu)成，其包括腳接頭、絲桿提升機(jī)構(gòu)、排線臂11和自動(dòng)排線轉(zhuǎn)向架，絲桿提升機(jī)構(gòu)通過腳接頭固定在移動(dòng)小車上，絲桿提升機(jī)構(gòu)的另一端固連排線臂11的一端，該排線臂11可在絲桿提升機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下上下移動(dòng)并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述排線臂11的另一端設(shè)置自動(dòng)排線轉(zhuǎn)向架；用于電纜輸送的牽引裝置也通過立柱固定在底座上。 8M托盤通過絞體轉(zhuǎn)盤I旋轉(zhuǎn)至排線臂11進(jìn)出的范圍內(nèi)，去除主動(dòng)式放線架，加裝托盤內(nèi)芯形成一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的托盤機(jī)構(gòu)，采用變頻電機(jī)控制托盤的收卷速度。托盤在以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，托盤邊緣所處的圓環(huán)周長(zhǎng)最長(zhǎng)，而托盤中部上任一點(diǎn)所處圓環(huán)的周長(zhǎng)較短，因而托盤邊緣與托盤中部上任一點(diǎn)的線速度是不一樣的。在收線時(shí)，電纜所處的位置必然不是始終處于托盤上一個(gè)固定位置，因此電纜收線的線速度是不一致的，這就會(huì)存在不同步的問題。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案解決采用位置傳感器對(duì)排線臂11的位置進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)。由于排線臂11的位置是與托盤上收線的電纜對(duì)應(yīng)的，即排線臂11處于托盤邊緣時(shí)，托盤上電纜也收至托盤邊緣；排線臂11處于托盤中部時(shí)，托盤上電纜也收至托盤中部。這樣我們便可以根據(jù)這一位置對(duì)應(yīng)的關(guān)系，采用檢測(cè)排線臂11的位置來檢測(cè)托盤上電纜收線位置，根據(jù)托盤上不同的收線位置來控制托盤的轉(zhuǎn)速，保持電纜保持恒定線速度收線。具體地，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)托盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。這樣不但圓滿解決了裝盤量和同步收線問題，而且解決了上工序至本工序周轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型采用托盤收線，能最大限度減少海纜接頭數(shù)量，滿足大長(zhǎng)度海纜生產(chǎn)。如單芯IlOkV海纜單根無接頭長(zhǎng)度超過50km，單芯220kV海纜至少達(dá)到35km。采用托盤立式放線工作過程如下無論是臥式或立式單芯電纜在成纜過程中必須完成不同程度的退扭，才能達(dá)到減少電纜本身的應(yīng)力。托盤放線由于電纜是平放在平面上，在回轉(zhuǎn)退扭的同時(shí)由于本身電纜的扭力存在，單依靠轉(zhuǎn)盤跟隨退扭是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到電纜要求的。本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的退扭前提下新增了變頻電機(jī)4和退扭系統(tǒng)8，包括機(jī)械退扭和電氣退扭。機(jī)械退扭主要原理是托盤跟隨絞體轉(zhuǎn)盤I轉(zhuǎn)動(dòng)，絞體轉(zhuǎn)盤I回轉(zhuǎn)一圈托盤回轉(zhuǎn)一圈。具體為通過絞體轉(zhuǎn)盤I轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪傳至托盤，托盤依靠機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承3進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)一圈托盤回轉(zhuǎn)一圈的目的。電氣退扭主要是在機(jī)械退扭的同時(shí)依靠退扭系統(tǒng)8對(duì)電纜進(jìn)行在線檢測(cè)，通過檢測(cè)的退扭率數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的退扭率進(jìn)行比較，通過比較得出實(shí)際退扭率，再根據(jù)計(jì)算得出偏差值對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)閉環(huán)調(diào)整，從而克服托盤放線過程中電纜自身扭力的射放。退扭率的計(jì)算公式為K%= (S1/S2)X 100%，其中SI為退扭速度，S2為懸臂弓的轉(zhuǎn)速。絞合后，線芯導(dǎo)體的節(jié)距除以絞合前線芯導(dǎo)體的節(jié)距，然后乘以百分之百就是退扭率。因此，退扭率 的檢測(cè)是本領(lǐng)域的常識(shí)，本實(shí)用新型中不再贅述。本實(shí)用新型的裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)不合理、電氣化程度低，一次生產(chǎn)單根無接頭長(zhǎng)度短、占地空間大等技術(shù)問題。立式絞體托盤可根據(jù)操作人員退扭設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)跟蹤與在線調(diào)整。完全消除因沒有退扭造成產(chǎn)生的電纜應(yīng)力集中現(xiàn)象。上述實(shí)施例不以任何方式限制本實(shí)用新型，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，包括絞體轉(zhuǎn)盤(I)和絞體轉(zhuǎn)盤(I)上的托盤，所述絞體轉(zhuǎn)盤(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過齒輪傳動(dòng)至托盤，托盤依靠機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承(3)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于所述成纜機(jī)還包括變頻電機(jī)(4)、PLC控制系統(tǒng)和退扭系統(tǒng)(8), PLC控制系統(tǒng)控制變頻電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)托盤旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)(8)設(shè)置在托盤上方，其對(duì)電纜的退扭率進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)與設(shè)定的退扭率進(jìn)行比較，通過比較得出實(shí)際退扭率，再通過計(jì)算得出偏差值從而對(duì)變頻電機(jī)(4)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，其特征在于所述成纜機(jī)還包括排線裝置(9)和位置傳感器，所述排線裝置(9)包括絲桿提升機(jī)構(gòu)和排線臂(11)，絲桿提升機(jī)構(gòu)的一端固定在移動(dòng)小車上，絲桿提升機(jī)構(gòu)的另一端連接排線臂(11 )，所述排線臂(11)可在絲桿提升機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下進(jìn)行上下移動(dòng)，其并且可在水平方向旋轉(zhuǎn)，所述位置傳感器對(duì)排線臂(11)的不同位置進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)傳遞給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)變頻電機(jī)(4)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)托盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，使電纜保持恒定線速度收線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，其特征在于所述托盤為三個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，其特征在于所述托盤的外徑為Sm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，其特征在于所述PLC控制系統(tǒng)為聯(lián)動(dòng)主PLC控制系統(tǒng)(10)或單動(dòng)絞體PLC控制系統(tǒng)(7 )，其通過導(dǎo)電裝置(6 )對(duì)變頻電機(jī)(4 )進(jìn)行控制。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大長(zhǎng)度、大截面高壓光電復(fù)合海纜立體絞體退扭成纜機(jī)，包括絞體轉(zhuǎn)盤和絞體轉(zhuǎn)盤上的托盤的機(jī)械退扭裝置，所述絞體轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)通過齒輪傳動(dòng)至托盤，托盤依靠機(jī)械回轉(zhuǎn)軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述成纜機(jī)還包括變頻電機(jī)、PLC控制系統(tǒng)和退扭系統(tǒng)的電氣退扭裝置，PLC控制系統(tǒng)控制變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)托盤旋轉(zhuǎn)，所述退扭系統(tǒng)設(shè)置在托盤上方，其對(duì)電纜進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)與設(shè)定的退扭率進(jìn)行比較，通過比較得出實(shí)際退扭率，再通過計(jì)算得出偏差值從而對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)整，本實(shí)用新型通過機(jī)械退扭和電氣退扭對(duì)每個(gè)托盤退扭裝置實(shí)現(xiàn)電纜成纜前的充分退扭。
文檔編號(hào)H01B13/02GK202758678SQ20122044267
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者錢志康, 馮華強(qiáng), 周厚強(qiáng) 申請(qǐng)人:江蘇亨通高壓電纜有限公司